长牡蛎贝壳形成相关蛋白及其基因的研究

• Main Author: 宋小瑞
• Other Authors: 张国范
• Format: Other/Unknown Material
• Language: Chinese
• Published: 2013
• Subjects: 贝壳基质蛋白; 长牡蛎(Crassostrea Gigas); Nacrein-like Proteins; Vwa结构域; Chit_bind_ii结构域; Crassostrea gigas
• Online Access: http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/17724

贝壳基质蛋白(shell matrix protein, SMP)是软体动物双壳类贝壳中的主要有机成分。在贝壳形成过程中，基质蛋白调控CaCO3晶体的形成并赋予贝壳特殊的性能，因此对贝壳基质蛋白的研究一直是在分子水平上研究贝壳形成机理的重要内容之一。本研究以长牡蛎(Crassostrea gigas)为研究对象，从基因克隆入手，分离得到了两类与贝壳形成密切相关的基因。其中第一类为nacrein相关基因，分别编码nacrein-like proteins F1，F2和F3。序列分析发现，三个蛋白均具有α-CA的特征，含有28个CA活性位点，包括三个与Zn2+结合的His残基，并且三个蛋白在翻译后都经历不同程度的磷酸化、糖基化修饰，但是α-CA结构域被串联重复序列插入分为两个亚单位。其中nacrein-like protein F1和F2为分泌性蛋白，F3没有信号肽序列。进化分析显示，nacrein-like proteins在物种形成之后，发生基因复制现象，具有多个拷贝，并且在双壳纲和腹足纲中，产生分化。RT-PCR结果揭示nacrein-like protein F1和F2在多器官中均有表达，但在外套膜中表达量相对较高。在长牡蛎个体发育中，nacrein-like proteins F1和F2的表达量分别在青年期和附着期达到最高，而这一趋势与贝壳中方解石相晶体的比重增长趋势基本一致，推测二者可能与方解石相晶体的形成有关。另一类为pif基因。pif基因编码的蛋白含有VWA和CHIT_BIND_II两个典型的保守结构域。VWA结构域是Pif 97蛋白中行使蛋白-蛋白相互作用的功能位点，具有支撑及细胞粘附作用。CHIT_BIND_II结构域则能促使与几丁质的结合。Pif是目前发现的唯一同时含有上面两个典型的结构域的分子，并且每个pif分子中含有多个VWA或CHIT_BIND_II结构域，表明pif分子可能也存在基因复制现象。此外，进化分析表明，pif分子在双壳纲和腹足纲中没有产生明显的分化。关键词：贝壳基质蛋白，长牡蛎(Crassostrea gigas)，nacrein-like proteins，VWA结构域，CHIT_BIND_II结构域